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天线基础知识天线：就是有效的发射和接受电磁波的装置。天线是任何无线电系统中的基本组成部分，天线的作用是将发射机输出的高频电流能量（导波）转换成电磁波辐射出去，或将空间电磁波信号转换成高频电流能量送给接收机。天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。天线的分类 ： 按用途分，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 按工作频段分，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 按方向性分，可分为全向天线、定向天线等； 按外形分，可分为线状天线、面状天线、笼型天线等。1.导线上电磁波的辐射 导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图a所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，如 图b所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。必须指出，当导线的长度 L 远小于波长 时，辐射很微弱；导线的长度 L 增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。 a b2.最简单的天线对称振子 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。 中间馈电，两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子, 见图a 。另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子, 见 图b 。 a b3.天线的方向性 发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。天线的方向性就是指将大部分能量朝所需的方向辐射。天线的方向图就是与天线等距离处，天线辐射场大小在空间中的相对分布随方向变化的图形。垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图 a。立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，图b 与图 c 给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图b 可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上，而从图c 可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。 a立体方向图 b垂直面方向图 c水平面方向图可以利用组阵、反射板等方式控制天线的方向性，使尽可能多的能量朝所需的方向辐射。4.天线的增益 天线的增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。（方向图中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣）可以这样来理解增益的物理含义-为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。 换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。 半波对称振子的增益为G = 2.15 dBi 4个半波对称振子 沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G = 8.15 dBi ( dBi这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源) 。 如果以半波对称振子作比较对象，则增益的单位是dBd . 半波对称振子的增益为G = 0 dBd （因为是自己跟自己比，比值为1，取对数得零值）。垂直四元阵，其增益约为G = 8.15 2.15 = 6 dBd 。 使用高增益天线可以在维持输入功率不变的条件下，增大有效辐射功率。由于发射机的输出功率是有限的，因此在通信系统的设计中，会尽可能的提高天线的增益。频率越高的天线越容易得到很高的增益。1. 天线的极化天线的极化是指该天线在给定方向上远区辐射电场的空间取向。一般而言，特指为该天线在最大辐射方向上的电场的空间取向。实际上，天线的极化随着偏离最大辐射方向而改变，天线不同辐射方向可以有不同的极化。EE 垂直极化 水平极化天线的极化按其轨迹的形状可分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为垂直极化和水平极化。天线不能接受与其正交的极化分量。波前倾斜现象：是指由于地面损耗造成电场向传播方向倾斜的一种现象。在垂直天线产生垂直极化波并沿地面传播时，其会在水平方向感应出一个水平电场，垂直电场和水平电场会合成一个向前倾斜的合成电场，并向前传播。（水平极化波沿地面传播会产生较大的感应电流，致使电波产生很大的衰减。） 波前倾斜现象2. 天线的有效长度一般而言，天线上电流的分布是不均匀的，也就是说天线上各部位的辐射能力不一样，为了衡量天线的实际辐射能力，常采用有效长度。有效长度指在保持实际天线最大辐射方向上的场强值不变的条件下，假设天线上的电流分布为均匀分布时天线的等效长度。在天线的设计过程中，有一些专门的措施可以加大天线的等效长度，用以提高天线的辐射能力。3. 天线的频带宽度任何天线的工作频率都有一定的范围，当工作频率偏离中心工作频率时，天线的电参数就会有一些差异。当工作频率变化时，天线的有关电参数变化的程度在所允许的范围内，此时对应的频率范围称为频带宽度。（天线的频带宽度有两种不同的定义：一种是指，在驻波比SWR 1.5 条件下，天线的工作频带宽度；一种是指，